Устройство для определения времени нарастания и спада импульсных сигналов Советский патент 1989 года по МПК G01R29/02 

.l

3,7;И 9, масштабные усилители А-Г... 4-N, дифференциатор 6, инвертирующий усилитель 8, компараторы 10 и 11, пороговый элемент 12, триггер 13, генератор 14 импульсов, счетчик 15 импульсов, аналоговые коммутаторы 16 и 17, регистры 18 и 19. Выходной код регистров 18 и 19 соответствует длительности времени нарастания и спада импульсных сигналов. 3 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в измерителях параметров импульсов. Целью изобретения является увеличение точности измерения. Устройство для определения времени нарастания и спада импульсных сигналов содержит аттенюатор 1, ограничители 2 и 5, пиковые детекторы 3, 7 и 9, масштабные усилители 4-1....4-N, дифференциатор 6, инвертирующий усилитель 8, компараторы 10 и 11, пороговый элемент 12, триггер 13, генератор 14 импульсов, счетчик 15 импульсов, аналоговые коммутаторы 16 и 17, регистры 18 и 19. Выходной код регистров 18 и 19 соответствует длительности времени нарастания и спада импульсных сигналов. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерителях параметров импульсов.

Цель изобретения - увеличение точ- ности измерения. ,

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 3 - характеристика устройства.

Устройство для определения времени нарастания и спада фронтов импульсных сигналов Содержит аттенюатор 1, первый 2 ограничитель, первьй пико- вый детектор 3,масштабные усилители 4-1, 4-2, ..., 4-N-1, 4-N, второй ограничитель 5, дифференциатор 6, второй пиковый детектор 7, инвертирующий усилитель В, третий пиковый детектор 9, первый 10 и второй 11 компараторы, пороговый элемент 12, триггер 13, генератор 14 импульсов, счетчик 15 импульсов, первый 16 и второй 17 аналоговые коммутаторы, первый 18 и вто- рой 19 регистры.

Вход аттенюатора 1 является входом ;устройства, а выход соединен с входами первого 2 ограничителя и первого 3 пикового детектора, выход которого соединен с входами масштабных усилителей 4-1, 4-2,...,4-N-1, 4-N, вход второго органичителя 5 соединен с выходом первого 2 ограничителя, а выход соединен с входом дифференциато- pa 6, выход которого соединен с входом второго 7 пикового детектора и входом инвертирующего усилителя 8, выход которого соединен с входом третьего пикового детектора 9 и входом .порогового элемента 12, выход которого соединен с управляющим входом триггера 13, информационный вход которого соединен с его инверсным выхо- дом, вход сброса соединен с входами сброса пиковых детекторов 3,7,9, счетчика импульсов 15, аналоговых коммутаторов 16 и 17, регистров -18 и 19 и является входом сброса устройства.

прямой выход соединен с управляющим входом генератора 14 импульсов, выход которого соединен с управляющим входом счетчика 15 импульсов, информационные входы первого 16 и второго 17 аналоговых коммутаторов .соединены с соответствующими входами масштабных усилителей 4-1, 4-2 4-N-1,

4-N, управляющие входы соединены с соответствующими выходами счетчика 15 импульсов, а выходы подключены к вторым и третьим входам первого 10 и второго 11 компараторов, первые входы которых соединены с выходами второго 7 и третьего 9 пиковых детекторов, выходы которых соединены с управляющими входами первого 18 и второго 19 регистров, информационные входы которых соединены с соответствующими выходами счетчика 15 импульсов, а выходы являются выходами устройства.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал (фиг..2а) через аттенюатор 1 поступает на входы первого пикового детектора 3 и первого ограничителя 2, ограничивающего исследуемый сигнал по уровню 0,9 от максимальной амплитуды сигнала. Напряжение с выхода первого пикового детектора 3 (фиг.2б) через масытабные усилители 4-1,4-2,..., 4-N-1, 4-N поступает на информационные входы аналоговых компараторов 16 и 17. При этом входы первого аналогового коммутатора 16 соединены с выходами масштабных усилителей 4-1,4-2, ... ,4-N-1, а входы второго аналогового коммутатора соединены с выходами масштабных усилителей 4-2, 4-3, ..., 4-N. Коммутаторы 16 и 17 могут быть вьшолнены объединением нескольких мультиплексоров в пирамидальную схему. После. второго ограничителя 5, ограничивающего исследуемый импульс по уровню 0,1 от максимальной амплитуды, и дифференциатора 6, исследуемый импульс

5 15256226

имеет форму, показанную на фиг.2в, нижние и верхние пределы сравниваемых Амгшитуда положительных и отрицатель- величин. По положительному фронту ных импульсов (фиг.2в) при заданной .импульсов, формируемых на выходах величине амплитуды исследуемого сиг- компараторов 10 и 11, состояние счетнала пропорциональна его времени нарастания и спада. Амплитуда положи- тельных импульсов (фиг,2в) запоминается вторым пиковым детектором 7 (фиг.2г), а амплитуда отрицательных импульсов - третьим пикобым детектором 9 (фиг.2д), поступающим на его вход через инвертирующий усилитель 8. С выхода второго 7 и третьего 9 пиковых детекторов напряжение поступает на первые входы первого 10 и второго

11двухпороговых компараторов. По отрицательному импульсу дифференциатора 6 на выходе порогового элемента

12формируется импульс (фиг.2е). По отрицательному фронту последнего на выходе триггера .13 формируется высокий уровень напряжения (фиг,2з), поступающий на управляющий вход генератора 14 импульсов. На выходе послед- него формируются импульсы (фиг.2ж)., поступающие на управляюпщй вход счетчика 15 импульсов, меняя последователно состояния его выходов и соответственно последовательно коммутируя, вы- ходное напряжение масштабных усилителей 4-1, 4-2, .,., 4-N-1, 4-N на вторые и третьи входы компараторов 10

и 11. При этом напряжение на выходе компараторов 10 и 11 появляется, если напряжение на первом входе больше напряжения на втором входе и меньше напряжения на третьем входе. В противном случае на выходе компараторов 10 и 11 низкий уровень напряжения. Величина предела масштабных усилителе 4-1, 4-2,..., 4-N-1, 4-N выбирается- исходя из требуемой точности определения времени нарастания и спада импульсных сигналов, а их число, - ис- ходя из заданного диапазона измерения времени нарастания и спада. В исходном состоянии счетчика 15 импульсов на вторые и третьи входы компараторов

10 и 11 коммутируется выходное напря- 50 соединенные пороговый элемент, триг- жение масштабных усилителей 4-1 и 4-2. При увеличении содержимого счетчика 15 импульсов на единицу на вторые и третьи входы компараторов 10 и 11 коммутируется выходное напряже- с ние масштабных усилителей 4-2 и 4-3. При изменении состояния счетчика 15 импульсрв на входы компараторов 10 и 1 1 последовательно коммутируются

repj генератор импульсов, счетчик импульсов, а также первый и второй аналоговые коммутаторы,первый i; второй компараторы, первый и второй регистры, причем вход порогового элемента соединен с выходом инвертирующего усилителя, информационный вход триггера соединен с его инверсным выходом, входы сброса триггера и

0 5 О

О д

5

чика 15 импульсов записывается в регистры 18 и 19, выходы которых явля- ютсй. выходами устройства. Выходной код регистров 18 и 19 соответствует номеру диапазона напряжения, выставляемого с помощью масштабногх усилителей 4-1, 4-2, ,.,, 4-N-1, 4-N и обозначенного на фиг. 3 цифрами 1,2,.,,j, N-1. Таким образом, выхо; ,ной код соответствует длительности времени нарастания и спада импульсных сигналов.

При поступлении импульса на вход сброса на выходах пиковых де..текторов 3,7 и 95 счетчика 15 импульсов, аналоговых ком1-1утаторов 16 и 17 и регистров 18 и 19 устанавливаются низкие (нулевые) уровни напряжения.

Формула изобретения

Устройство для определения временЯ нарастания и спада импульсных сигналов, содержащее аттенюатор, вход ко торого является входом устройства, а выход соединен с входами первого ограничител.; и первого пикового детектора, выход которого соединен с входами масштабных усилителей, второй ограничитель; вход которого соединен с выходом первого ограничителя, а выход соединен с входом дифференциатора , вьсгод которого соединен с зхо- второго пикового детектора i-: входом инвертирующего усилителя, выход которого соединен с входом третье-го пикового детектора5 вход сброса которого соединен с входами сброса первого и второго пиковых детекторов и является входом сброса устройства, первый и второй компараторы, первые входы которых соединень; соответственно с выходами второго и третьего пиковых детекторов, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности, введены последовательно

соединенные пороговый элемент, триг-

repj генератор импульсов, счетчик импульсов, а также первый и второй аналоговые коммутаторы,первый i; второй компараторы, первый и второй регистры, причем вход порогового элемента соединен с выходом инвертирующего усилителя, информационный вход триггера соединен с его инверсным выходом, входы сброса триггера и

счетчика соединень| с входом сброса устройства, информационные входы первого и второго аналоговых коммутаторов соединены с соответствующими выходами масштабных усилителейj управляющие входы, соединены с соответствующими выходами счетчика импульсов, входы сброса соединены с входом сброса устройства, а выходы подключены., к Ъторым и третьим входам первого и

второго компараторов, информационные входы первого и второго регистров соединены с соответствующими выходами счетчика импульсов, управляющие входы соединены соответственно с выходами первого и второго компараторов, входы сброса соединены с вхо- ;дом сброса устройства, а выходы являются первой и второй группой выходов устройства.

Ut

ДГ

Н-1

Фиг.з